求识别该细菌分离株与β-内酰胺酶基因关联图名称及R复现方法

图表名称 #

你要复现的是存在-缺失热图（Presence-Absence Heatmap），属于热图的一类，核心用来展示不同样本（按细菌种类分组的患者分离株）中目标基因（β-内酰胺酶基因）的存在或缺失状态，通常用颜色差异直观区分基因的有无。

R语言复现步骤 #

1. 准备工具包 #

先安装并加载常用的绘图与数据处理包：

# 安装包（首次运行时执行）
install.packages(c("ggplot2", "dplyr", "tidyr", "pheatmap"))

# 加载包
library(ggplot2)
library(dplyr)
library(tidyr)
library(pheatmap)

2. 构造示例数据 #

模拟符合需求的存在-缺失数据集（实际使用时替换为你的真实实验数据）：

# 宽格式数据：行=菌株（按细菌种类标注），列=基因，值=1（存在）/0（缺失）
sample_data <- data.frame(
  菌株 = c("大肠杆菌-株1", "大肠杆菌-株2", "肺炎克雷伯-株1", "肺炎克雷伯-株2", "鲍曼不动杆菌-株1"),
  blaCTX = c(1, 1, 0, 1, 0),
  blaTEM = c(1, 0, 1, 1, 1),
  blaSHV = c(0, 1, 1, 0, 0),
  blaOXA = c(0, 0, 0, 1, 1)
)

3. 用ggplot2绘制热图（适合自定义排版） #

先将宽格式数据转换为长格式，再绘图：

# 转换为长格式
long_data <- sample_data %>%
  pivot_longer(cols = -菌株, names_to = "β-内酰胺酶基因", values_to = "存在状态")

# 绘制热图
ggplot(long_data, aes(x = 菌株, y = `β-内酰胺酶基因`, fill = factor(存在状态))) +
  geom_tile(color = "white", size = 1) + # 色块添加白色边框
  scale_fill_manual(values = c("0" = "#f0f0f0", "1" = "#2c3e50"), 
                    labels = c("缺失", "存在")) +
  labs(fill = "基因状态") +
  theme(axis.text.x = element_text(angle = 45, hjust = 1)) # X轴标签倾斜，避免重叠

4. 用pheatmap绘制热图（适合带聚类的专业热图） #

直接使用宽格式数据，可添加行/列聚类功能：

# 提取数值矩阵（去掉菌株列）
heat_matrix <- as.matrix(sample_data[, -1])
rownames(heat_matrix) <- sample_data$菌株

# 绘制带聚类的热图
pheatmap(heat_matrix,
         color = c("#f0f0f0", "#2c3e50"),
         labels_row = rownames(heat_matrix),
         main = "菌株-β内酰胺酶基因存在缺失热图",
         legend_labels = c("缺失", "存在"),
         cluster_rows = TRUE, # 开启菌株聚类
         cluster_cols = TRUE) # 开启基因聚类

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tim